第6章云、降水和雾_航海气象与海洋学

雾与航海的关系
• 雾与风暴不同，风暴伴随狂风、暴雨、巨浪呼啸而来。雾则是静 悄悄地来，造成一场混乱后，又静悄悄地离去，是航海的天敌。 据世界海事组织统计，有60～70％的海事与雾有关系。雾不仅影 响船舶的航行安全，还影响船舶天、地文的定位。雾中含有许多 有毒物质。对人体十分有害。52年伦敦的大雾，造成4800多人死 亡。1922年，英邮轮“埃及”号在法国沿岸雾中与法破冰船“西 奈”号相撞，船上的近百名旅客和8000kg黄金,3万公斤白银一同 沉入大海，故称“吞金夺银的雾”。
入
海
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冷
旋
高
东
压
部
西
部
副 高 西 伸 脊 西 部
静 止 锋 和 冷 锋 前 部
本章结束
以下为图库
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积 雨 云 在
内 的 发 展 下 一 页
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4. 南半球的整个西风带上终年有雾。
夏季（7月）世界海洋雾分布
冬季（1月）世界海洋雾分布
船舶测算海雾的方法
1. 干湿球温度表法：用干湿球温差来判断：当干球温度高于湿球温度， 并且差值向增大的趋势发展时，不会出现雾；差值愈来愈小，向成 雾的趋势发展，差值趋于零出现雾。 实际上在海上，相对湿度达 到80%时，就可能出现雾。
零星小雪 ＜0.1
＜0.1
小雪 0.1～1.0
降雪量等级表
中雪 1.1～3.0
大雪 3.1～6.0
0.1～2.5
2.6～5.0
5.1～10.0
暴雪 ＞6.0
＞10.0
阵雪 12h内阵雪累计 时间小于5h，降 雪量小于3mm。
降水的空间分布
§3 海洋上的雾 (Fog)
I. 雾与航海的关系 II. 雾的种类、特征、成因和生消条件。 III. 我国近海雾的分布 IV. 世界海洋雾区分布 V. 海雾的简易测算方法
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卷 云 返 回
高 积 云 返 回
高 层 云
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云
的
卷积云 高积云
物
理
高层云 旗状云
分 层积云
类
雨层云
积云
层云
云的物理分类
按照大气中上升运动的不同特点，将云分为积状云、层状云和 波状云。
• 积状云：由不稳定层结的自由对流发展而形成的云。积状云是大气 层结不稳定作用的产物，所以又称对流云。
特点：块状，孤立分散，底部水平，顶部隆呈圆弧状，云内不 稳定，水平范围小。
我国近海雾的成因
• 成因： 主要与我国沿海的两支海流
有关。
• (1) 黑潮暖流： 世界著名暖流之一。由北赤
道流在菲律宾以东向北，到台湾 岛东南转向东北，分出一支称台 湾暖流。在日本西南分出两支， 一支流向日本海，称对马暖流。 一支流向黄海，绕过老铁山到渤 海，称黄海暖流。
我国近海雾的成因
• (2) 沿岸冷流：
• 雾在自然界中可以装点山川，使其呈现千姿百态，在军事上作隐 蔽物等。
雾的种类、特征、成因和生消条件
• 雾： 由大量小冰滴、小冰晶或两者的混合体所组成悬浮在近地 面气层中，使水平能见度小于0.5海里的天气现象。
• 轻雾： 水平能见度在0.5～5海里。 • 浓雾： 水平能见度小于0.5海里。 • 雾的形成与云的形成大致类似，但云在空中，雾贴近地面。按其成
云的形成条件
2．云的形成条件：
（1）水汽条件： 充足的水汽使空气达到饱和状态。
（2）冷却条件： 上升运动促使未饱和的空气绝热上升降温达到饱和状态。
（3）凝结核： 可以促使水汽在一定温度下凝结长大。
故此，上升运动＋水汽条件→云形成； 下沉运动→云消散。
云 随 时 随 地 在 变 化 着
卷云
卷层云 积雨云
云(Ns)、 碎雨云（Fn）、积云(Cu)和积雨云(Cb) 。
§2 降 水 (Precipitation)
• 降水的种类： 雨、毛毛雨、冻雨（雨夹雪）、雪、 冰雹、冰粒、冰针等。
• 降水的性质： （1）连续性降水指来自Ns和As的降水，具有持续稳定 的性质。如暖锋降水。 （2）间歇性降水指来自Sc和厚薄不均匀的As的降水， 降水强度时大时小、时降时止，变化缓慢。 （3）阵性降水指来自Cb和浓积云的降水，降水强度变 化很快，骤降骤止，天空时明时暗，持续时间较短。
因雾可分如下几种：
平流雾 (Advection Fog)
• 定义： 暖湿空气流经冷的下垫面，导致气温下降，水汽凝结所形成的雾。
此雾多形成于冷暖海流交汇处的冷水面一侧。
• 特点： (1) 浓度大，雾滴浓密，能见度恶劣； (2) 水平范围广； (3) 垂直厚度大； (4) 持续时间长； (5) 一天中任何时刻均可发生，大洋中无明显的日变化； (6) 随风飘移。
不明显。
蒸汽雾 (Steam fog)
• 定义： 寒冷的空气覆盖在较暖的水面上，由水面蒸发而形成的雾。
多见于水面温度远高于空气温度时，冬季较高纬度的早上多见。
• 特点： 范围和浓度不大，厚度小，离水面几米，有时遮不住大船桅
杆，持续时间短。
• 形成条件： 大的水气温差，即水温大于气温15℃，空气层结稳定。北冰
第六章 云、降水和雾
§ 概要 §1 云 §2 降水 §3 海洋上的雾
几个重要的专业术语
• 气象要素（Meteorology elements) ：反映大气状态的 物理量或物理现象，主要有：气温、气压、风、湿度、云、 能见度和天气现象。
• 海洋要素（Marine elements）：反映海洋状态的物理量 或物理现象。如海温、盐度、海浪、海流和海冰等。
云的讲解视频
积 雨 云 的 形 成
大气中水汽的分布
大气中的水汽主要来自下垫面的蒸发，水汽的凝结或凝华改变水 汽的含量，其分布是不均匀的。
• 1．垂直分布：绝对湿度随高度的增加而迅速减小。在2公里高度处不 足地面的1/2，5公里处减到地面1/10，90%的水汽集中在3公里以下的 低层大气中。
• 2．水平分布：绝对湿度的水平分布与气温的水平分布基本一致。它 与下垫面性质（如海面、陆地、沙漠、冰面等）关系密切。赤道地区
种类：积云(Cu)、积雨云(Cb)和卷云(Ci)。
云的物理分类
• 层状云：在稳定大气层结中，由系统性的抬升运动而形成的云。如 暖锋抬升作用。
特点：均匀成层，呈薄幕状，水平范围大，云顶如云海，云内 较稳定。
种类：卷层云(Cs)、高层云(As)、雨层云(Ns)、层云(St)。
云的物理分类
• 波状云：在稳定大气层结中，由大气波动作用所产生的云。
3. 两者同时作用:若增加水汽和降低温度同时进行，将加速凝结过 程。
§1 云（Cloud）
云(Cloud)
云的定义 1．定义：
云是由大量的小水滴、小冰晶或两者混合物组成的悬浮在空 中的可见聚合体。
云不仅可以反映当时天气状况，同时也可预示未来天气，“看云 识天”就是这个道理。云层能阻挡太阳和大气辐射，影响气温和风 的日变化；某些云能产生阵性大风、雷雨、冰雹、龙卷等恶劣天气。
2. 露点水温图解法： ⑴当水温Tw高于露点
温度Td时，不可能出现雾； ⑵当Td-Tw≥2℃ ，且
其它条件适当时，出现海 雾的概率为80%。
利用天气形势判断雾
• 在海雾多发区，应连续接收地面预报图和表层水温图，分析是否 存在成雾条件：适当的环流条件，充足的水汽来源和冷的海面条 件。结合船舶单站观测资料进行分析和测算。下图是我国近海出 现平流雾的四种典型天气形势：
大，随纬度的增高而递减。
大气中水汽凝结途径
1. 水汽含量不变降低温度:大气存在许多冷却过程可以降低温度， 除上升运动中的绝热冷却外，还有辐射冷却、平流冷却、乱流 冷却和接触冷却等过程。
2. 气温不变增加水汽:增加水汽的途径主要是蒸发，如水面蒸发和 云雨滴在下降过程中的蒸发等。蒸发量的大小主要取决于水面 上空气的饱和差（Ew-e）和风速的大小。
中雨 5.1 ～15.0 10.1 ～25.0
大雨 15.1 ～30.0 25.1 ～50.0
暴雨 30.1 ～70.0 50.1 ～100.0
大暴雨 70.1 ～140.0 100.1 ～200.0
特大暴雨 ＞140.0
＞200.0
阵雨 12h内阵雨累 计时间小于5 h，降水量小
于15mm。
等级 12h 总降雪量 24h 总降雪量
• ⑴ 风向突变，风力增加（但大洋上风力再大有时也不散）； • ⑵ 水温下降，温差拉大； • ⑶ 冷锋过境； • ⑷ 层结不稳定。
锋面雾 (Frontal fog)
• 定义： 锋面上暖气团中的较暖水滴落到冷空气中，水滴蒸发所形成的
雾。多见于锢囚锋两侧和暖锋前，在第一型冷锋后也可出现。
• 特点： 范围不大，浓度和厚度均小，随锋移动，持续时间短，日变化
形成，清晨最浓，日出则散；可随风飘到海上10海里。
• 形成条件： 晴夜，下垫面辐射强，水汽含量充沛，低层微风，层结稳定。
•多见于晴朗、微风、少云的冷高压中心附近。（十雾九晴）
我国近海的雾
• 我国近海是北太平洋多雾区之一。主要以平流雾为主，锋面 雾和辐射雾次之。
• 雾区分布：自渤海到北部湾基本呈带状分布。 • 地理分布：南少北多 ，南窄北宽。 • 季节变化：南早北晚，多从春到夏由南向北推进。
我国近海三个相对多雾区
• (1) 山东半岛南部成山头到石岛一带，年雾日超过80天，最 多95天，曾发生连续雾日达27天，有“雾窟”之称。
• (2) 闽浙沿岸到长江口一带，年雾日平均50～60天。 • (3) 琼州海峡到北部湾一带，年雾日平均20～30天。
•
• 在渤海和台湾海峡东部雾较少，南海南部几乎没有雾。
特点：波浪起伏状的碎云块和云片，云顶常有逆温层，水平 范围较大。
种类：卷积云(Cc)、高积云(Ac)、层积云(Sc)
按云底高度分类
• 若按云底高度分类： • 高云（云底高＞5000m）: 包括卷云(Ci)、卷层云(Cs)和卷积云
(Cc）； • 中云（云底高2500～5000m）： 包括高积云(Ac)和高层云(As)； • 低云（云底高＜2500m）：包括层积云(Sc) 、层云(St) 、雨层
平流雾形成条件
• (1) 冷的海面和适当的海气温差:(0～6℃)。2～3度最有利； • (2) 适宜的风场:（要求风力在2～4级，风向与海水等温线垂直，
如我国近海S-SE-E等)； • (3) 要有充沛的水汽：有源源不断的水汽输送，雾才能维持； • (4) 稳定的层结，低层逆温:抑制对流发展；
平流雾消散条件
下 雪 过 程
低 气 压
高 气 压
等级 12h 总降水量 24h 总降水量
零星小雨 ＜0.1
＜0.1
小雨 0.1～5.0
0.1～10.0
降水量和降水强度
未经蒸发、渗透、流失降水在水平
面上所积聚的水层深度称为降水量。
单位时间内的降水量称为降水强度。
常用“mm/h”、“mm/d”作单位。
降水量等级表
2. 北美圣劳伦斯至纽芬兰附近海面终年多雾:春夏最盛，平均每月 超过10•个雾日，最大频率达40％。成因主要是墨西哥湾流与拉布 拉多冷流交汇处，是世界最著名雾区。
3. 挪威、西欧沿岸与冰岛之间海域常年多雾:夏季雾很频，冬季多 锋面雾。成因主要是北大西洋暖流与冰岛冷流交汇形成。夏季多 平流雾，秋冬季多锋面雾和蒸汽雾。这一雾区位于北美与西欧和 北欧的主要航道上，来往船舶众多，水流急且流向多变，船舶航 行困难。据统计，此水域雾中撞船事故在世界上首屈一指。
大陆江河入海径流，包括辽南 沿岸流、辽东沿岸流、渤海沿 岸流、苏北沿岸流和闽浙沿岸 流等。夏季弱小仅在渤海湾， 冬季强盛时达南海沿岸。
世界海洋的雾
• 雾区分布特点： 春夏多，秋冬少； 中高纬多于低纬； 大洋西海岸多于东海岸； 北大洋多于南大洋； 大西洋多于太平洋。
1. 日本北海道东部至阿留申群岛常年多雾:其成因主要是黑潮和亲 潮交汇的结果，出现频率高达40％。夏季最多，是世界著名雾区 之一。
洋蒸汽雾最有名。在我国见于冬季渤海和黄海。
• 蒸汽雾和锋面雾统称为蒸发雾。
蒸 汽 雾 的 形 成
辐射雾 (Radiation fog)
• 定义： 由下垫面辐射冷却，使低层气温降到露点或以下时所形成的
雾。•多见于陆地上，又称陆地雾。
• 特点： 范围、厚度均较小，四季均可发生， 有明显的日变化。夜间